Абразивный материал

ТЕНИ ПИ 31 ики и про споль нного с це 2 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР АНИЕ ИЗОБ РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относится к обдастизводства абразивного инструмента, изуемого преимущественно для глубишлифования инструментальных сталей Изобретение относится к изготовлению абразивного инструмента, предназначенного преимущественно для глубинного шлифования инструментальных сталей.Целью изобретения является увеличение размерной стойкости, кромкостойкости, снижение явлений засаливания и адгезий абразивного инструмента при глубинном шлифовании инструментальных сталей путем подбора химических инертных абразивных материалов с достаточной режущей способностью и износостойкостью.Абразивная масса для изготовления шлифовального инструмента содержит зерна кубического нитрида бора марки КР (кубонит), зерна плавленного корунда (44 А монокорунда) с зернистостью, равной 130 - 160% от зернистости основной фракции кубонита, и зерна спеченного корунда марки ЦМс зернистостью, равной 20 - 30% от зернистости основной фракции, при сле,дующем соотношении компонентов, об.%:Плавленный корунд 32 - 56 Кубический нитрид бора 25,0 - 50,0 Спеченный корунд Остальное лью повышения размернои стоикости и кромкостойкости. Абразивный материал для изготовления шлифовального инструмента включает зерна кубического нитрида бора марки КР (кубонит), зерна плавленного корунда (44 А - монокорунд) с зернистостью, равной 130 в 16 от зернистости основной фракции кубонита, и зерна спеченного корунда (ЦМ) с зернистостью, равной 20 - 30% от зернистости основной фракции, при следующем соотношении компонентов, об. %: плавленный корунд (44 А) 32,0 - 56,0; кубический нитрид бора (КР) 25,0 - 50,0; спеченный корунд (ЦМ) остальное.1 табл. Глубинное шлифование характеризуется малыми (в десятки раз меньше) толщинами среза по сравнению с обычным много- Б проходным шлифованием. В то же время длина дуги контакта инструмента с заготовкой н время контакта зерна с металлом увеличиваются в десятки раз по от- фью ношению к обычным методам шлифования. ф Расчет сил, действующих на одно зерно при глубинном шлифовании, показывает, что сила резания на 20 - 30% меньше. Учи- мР тывая перечисленные особенности глубинно Ч го шлифования, можно сформулировать ос,ф новные требования к абразивному материалу при этих условиях работы: необходима высокая режущая способность при небольших усилиях резания, действующих на зерно, достаточная химическая инертность, так как зерно находится с металлом в контакте более длительное время, и достаточная износостойкость.Исходя из этих требований формируется композиция абразивного материала для глубинного шлифования инструментальных и, в первую очередь, быстрорежущихличении зернистости основной фракции (кубо- нита) расход ее увеличивается без увеличения эксплуатационных характеристик инструмента. 50Нагрузки при резании в предлагаемой композиции зерен распределяются следующим образом. Вначале в работу включаются крупные зерна монокорунда, которые создают на обрабатываемой поверхности локальные вырывы, что снижает прочность поверхностного слоя, облегчаются условия дальнейшей обработки, при этом крупные зерна разрушаются и вступают в работу зерсталей. Высокой режущей способностью прималых усилиях резания обладает зерномонокорунда,Вторым компонентом с высокими режущими свойствами выбрано зерно кубического нитрида бора марки КР (кубонита),которое имеет строение монокристалла.Высокая твердость и низкий коэффициент трения кубонита по быстрорежущимсталям позволяет в значительнои мере снизить адгезионные процессы в зоне резания,теплонапряженность шлифования, Это особенно важно при глубинном шлифовании,где время контакта зерна с металлом увеличивается на порядок по сравнению с многопроходным методом. Поэтому применениезерен кубонита марки КР позволяет осущест влять высокопроизводительную и качествен ную обработку без фазовых и структурныхизменений в поверхностном слое. Кроме то, го, износостойкость КНБ при обработке, быстрорежущих и других инструментальныхсталей превосходит износостойкость алмазав 5 - 10 раз, а электрокорунда в 100 -200 раз. Таким образом композиция пред, лагаемых абразивных материалов из моно, корунда и кубонита в составе шлифоваль, ного круга обеспечивает высокую его режущую способность, размерную стойкость,крупные зерна создают на обрабатываемойповерхности локальные выросты и при этомразрушаются, затем вступают в работу зерна основной фракции, а для увеличениякромкостойкости предложено ввести в композицию зерно спеченного корунда, зернистостькоторого составляет 20 - 30 О от зернистостиосновной фракции кубонита. Зерно спеченного корунда имеет пределы прочности насжатие и изгиб в 2 - 5 раз выше, чемзерна электрокорунда плавленного, поэтомув композиции берет на себя функции поподдержанию размерной стойкости и кромкостойкости. Уменьшение или увеличение количества зерен спеченного корунда, приводитк значительным изменениям стойкости икромкостойкости.В целом оптимальные условия работыинструмента обеспечиваются новой совокупностью взаимосвязанных предлагаемых компонентов абразивного материала. Соотношения содержания компонентов и их зернистости является оптимальным, так как при уве 1020253035 40 45 на основной фракции кубонита, износостойкость которых достаточно высокая. Затем по мере измельчения этих зерен в работу включаются зерна дополнительной мелкой фракции спеченного корунда.Установленное количественное содержание компонентов также является оптимальным, так как увеличение или снижение содержания основной фракции кубоиита (и связанного с ним содержания монокорунда) экономически нецелесообразно - увеличение не приводит к повышению эксплуатационных характеристик, а снижение приводит к тому, что нарушается механизм включения в работу попеременно зерен монокорунда, разрушающихся хрупко и все время обновляющих новые грани, и зерен кубонита, обладающих достаточной износостойкостью и возможностью поддержания размерной стойкости инструмента. Увеличение или снижение содержания спеченного корунда также приводит к нарушению баланса распределения нагрузок в зоне резания между хрупкоразрушающимися зернами и износостойкими прочными зернами. Изготовление шлифовальных кругов из абразивной композиции производится по технологии производства эльборового и нструмента на керамической связке.Изготовлены шлифовальные круги типоразмера 1 А 1 200 Х 32 Х 10)(5.Пример 1. 100 О-ная концентрация кубического нитрида бора.Компоненты абразивного слоя дозируют в следующем соотношении, об.о,:Плавленный монокорунд(ЦМ) 5Жидкий бакелит 5Связующее (К 27) Остальное Смешивают, прессуют и спекают по технологии производства инструмента из эльбора на керамической связке.Пример 2. 50 О-ная концентрация КР.Компоненты абразивного слоя дозируютв следующем соотношении, об.о:Плавленный монокорунд(ЦМ) 5Жидкий бакелит 5Связующее (К 27) ОстальноеСмешивают, прессуют и спекают по тех.нологии производства инструмента из эльбора на керамической связке.Испытания проводят на плоскошлифовальном станке для глубинного шлифования,Режимы резания: Укр.=30 м/с, У,=0,2 -0,4 м/мин, 1=0,5 - 3 мм,1463459 Формула изобретения Абразивный материал Зернистость,мкмность 160125/10040/32 11,4 56,8 160125/10040/32 11,4 40,7 160125/10040/32160 9,33 3,03 6,5 160 7,8 35,4 На обработанной по 125/10040/32 верхностислабый прижог, естьналипания на поверхность круга Базовый объект ЛВК 125/100 СМ 1 К 27 100% 125/100 7,25 32,9 Обрабатываемый материал - сталь, Р 6 М 5 (НЯ,=62 - 66) . Замеры съема металла и износа круга производят микрометром с ценой деления 0,001 мм.Результаты испытаний сведены в.таблицу.Наряду с предлагаемым составом абразивного материала изготовления и испытаны шлифовальные круги, состав которых отличается только маркой КНБ (были взягы зерна марки ЛД). Производительность работы при использовании шлифкругов из эльбора марки ЛД примерно такая же как и предлагаемыми, но на обрабатываемой поверхности наблюдаются пятна прижога. Кубонит марки КР для шлифования быстро- режущих сталей является наиболее приемлемым по производительности и качеству обработанной поверхности. Производительность обработки шлифкругами из КНБ выше в 4 - 5 раз производительности, достигаемой при шлифовании корундовыми кругами. При использовании предлагаемой композиции абразивного материала производительность увеличивается до 10 - 15 раз. Применение предлагаемого абразивного маКР 125/100 СМ 1 К 27 150%44 А 17%КР 65%ЦМостальное2. КР 125/100 СМ 1 К 27 100%44 А 32%КР 50%ЦМостальноеКР 125/100 СМ 1 К 27 50%44 А 56%КР 25%ЦМостальное44 А 16 НС 111 К3 Щ 125/100 СМ 1 К 27 100%44 А 32%44 А 32%ЛД 50%ЦМостальное териала позволяет повысить режущую способность инструмента, его размерную стойкостьи кромкостойкость, снизить теплонапряженность процесса резания (устранить прижоги). Абразивный материал для,изготовления шлифовального инструмента на керамической связке, содержащий зерна кубического нитрида бора и зерна плавленного корунда с зернистостью, равной 130 в 160 О от зернистой основной фракции зерен кубического нитрида бора, отличающийся тем, что, с целью увеличения размерной стойкости и кромкостойкости инструмента, он дополнительно содержит зерна спеченного корунда с зернистостью, равной 20 - ЗОО от зернистости основной фракции, при следующем соотношении компонентов, об.%:Зерна плавленного корунда 32,0 - 56,0 Зерна кубического нитридабора 25,0 - 50,0 Зерна спеченного корунда Остальное Режущая Коэффициент Наличие способ- шлифования прижога